Os analisadores por fluorescência de raios X (XRF) portáteis da Olympus fornecem excelente desempenho e dados geoquímicos em tempo real para caracterização multielementos de solos, rochas e minérios. Os avanços da tecnologia de XRF portátil aumentaram os limites de detecção, da quantidade de elementos medidos e reduziu o tempo de teste de análise. Para a indústria de carvão, estes avanços permitem a rápida avaliação local do teor de cinzas e de outros componentes importantes.
Introdução:
utilização do XRF portátil em aplicações para carvão
A capacidade da tecnologia de XRF portátil de medir elementos leves importantes (como enxofre [S], silício [Si] e alumínio [Al]) tornam esta ferramenta de extrema importância na tomada de decisão do dia a dia. As decisões são baseadas nas medições diretas de enxofre e na capacidade de estimar o teor de cinzas e os valores caloríficos que são calculados através da soma da fração do elemento fundamental inorgânico e leve, como o magnésio (Mg), o silício (Si), o alumínio (Al), o potássio (K), o cálcio (Ca) e o ferro (Fe). Existem oportunidades e aplicações de XRF portátil tanto para operação de carvão de coque e térmico como para processamento. Além disso, o XRF portátil mede mais de 30 elementos instantaneamente, o que permite que o traço do conteúdo do elemento seja caracterizado; para utilização da litogeoquímica para correlacionar a estratigrafia e a identificação de crono-horizontes dentro de cada veio de carvão e geologia adjacente. A utilização do XRF portátil pode ser vantajosa em toda a cadeia de valor de mineração, começando com as atividades de perfuração de exploração, operações de rotina de controle de grau nas minas existentes, assim como no processamento de minerais derivados e no fornecimento do produto final. |  |
A importância do XRF portátil
O fornecimento de dados em tempo real permite a tomada imediata de decisões, aumenta a produtividade e reduz os custos devido à melhor utilização dos equipamentos e da mão de obra. A implementação bem-sucedida de um programa de XRF portátil foi demonstrada em muitas atividades rotineiras de mineração, entre elas:
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Desempenho analítico e aplicaçõesA última geração de instrumentos por XRF portátil da Olympus possui muitos recursos avançados que proporcionam excelentes resultados quase em tempo real. Isto inclui tubos de raios X de ânodo de Rh controlados digitalmente, rodas de filtro automáticas multiposição, e detectores de desvio de silício (SDD, sigla em inglês) de área ampla juntamente com a exclusiva Axon Technology™ com alta taxa de contagem (HCR, sigla em inglês). Estes recursos proporcionam precisão, resultados corretos, tempo de teste mais rápido e melhoram o desempenho dos elementos leves (Mg, Al, Si, P e S), que são importantes para a indústria de carvão. Isto capacita o geólogo especializado em carvão a usar diferentes ferramentas geoquímicas, como:
As figuras 1 e 2 mostram o desempenho obtido em um grande conjunto de critérios de vários carvões (Materiais de Referência Certificados). A figura 1 exibe a aproximação do elemento leve combinado, assim como a sílica isolada, pode ser usada efetivamente para estimar o teor de cinza (produção de cinzas). |  Figura 1. A excelente correlação entre o XRF portátil da Olympus e os materiais de referência certificados permite a estimação efetiva do teor de cinza usando a aproximação de elemento leve combinado (Mg+Al+Si+P+S+Ti+K+Ca +Fe) ou só a sílica isolada. Os melhores resultados são obtidos usando um conjunto de elementos mais completo. |
Visão panorâmica da mina de carvão termal a céu aberto de Sebuku, em Kalimantan Meridional, na Indonésia. Esta é uma das várias minas operadas pela Sakari Resources na região, ela mostra a grande dimensão e a interação complexa de equipamentos enormes e da complicada inter-relação geológica. O XRF portátil da Olympus (pXRF) oferece muitas oportunidades para auxiliar na rápida tomada de decisão da alocação de materiais, da mistura e da remessa final para embarcações marítimas que transportam o carvão para estações de energia da região.
Material de referência certificado | Mg (%) | Al (%) | Si (%) | P (%) | S (%) | K (%) | Ca (%) | Ti (%) | Fe (%) | Elementos combinados | Lab Ash % | |||||||||
Lab | pXRF | Lab | pXRF | Lab | pXRF | Lab | pXRF | Lab | pXRF | Lab | pXRF | Lab | pXRF | Lab | pXRF | Lab | pXRF | |||
SARM-18 | 0,08 | 1,22 | 1,48 | 2,61 | 3,25 | 0,003 | 0,007 | 0,50 | 0,76 | 0,11 | 0,18 | 0,12 | 0,22 | 0,06 | 0,06 | 0,18 | 0,17 | 6,13 | ||
L/95966 | 0,07 | 1,21 | 1,23 | 2,04 | 1,86 | 0,018 | 0,022 | 0,36 | 0,44 | 0,15 | 0,21 | 0,18 | 0,28 | 0,07 | 0,07 | 0,50 | 0,64 | 4,76 | 9,35 | |
L/95967 | 0,09 | 2,44 | 2,55 | 3,10 | 2,99 | 0,082 | 0,079 | 0,34 | 0,31 | 0,05 | 0,03 | 0,74 | 0,92 | 0,12 | 0,14 | 0,50 | 0,57 | 7,59 | 15,94 | |
L/95968 | 0,12 | 0,11 | 1,11 | 1,11 | 1,90 | 1,64 | 0,027 | 0,028 | 0,31 | 0,34 | 0,19 | 0,29 | 0,11 | 0,17 | 0,06 | 0,05 | 1,06 | 1,43 | 5,18 | 9,33 |
L/95969 | 0,01 | 1,06 | 0,93 | 5,89 | 7,11 | 0,003 | 0,007 | 0,53 | 0,71 | 0,06 | 0,05 | 0,01 | 0,05 | 0,04 | 0,18 | 0,11 | 8,96 | 16,65 | ||
L/95970 | 0,01 | 1,04 | 1,00 | 3,19 | 3,37 | 0,009 | 0,017 | 0,54 | 0,75 | 0,05 | 0,08 | 0,01 | 0,01 | 0,05 | 0,06 | 0,41 | 0,49 | 5,77 | 10,76 | |
L/95971 | 0,08 | 2,00 | 2,09 | 3,50 | 3,62 | 0,009 | 0,011 | 0,28 | 0,37 | 0,11 | 0,12 | 0,12 | 0,15 | 0,10 | 0,11 | 0,34 | 0,40 | 6,87 | 13,90 | |
L/95972 | 0,05 | 0,95 | 0,89 | 3,98 | 4,66 | 0,027 | 0,030 | 0,40 | 0,57 | 0,13 | 0,18 | 0,04 | 0,05 | 0,05 | 0,04 | 0,24 | 0,20 | 6,63 | 12,42 | |
L/96047 | 0,03 | 1,34 | 1,36 | 1,95 | 1,57 | 0,009 | 0,021 | 0,23 | 0,23 | 0,02 | 0,04 | 0,04 | 0,09 | 0,07 | 0,07 | 0,10 | 0,03 | 3,41 | 8,05 | |
Ciuden | 0,15 | 0,12 | 1,88 | 1,95 | 2,83 | 2,73 | 0,100 | 0,094 | 0,59 | 0,62 | 0,05 | 0,05 | 0,92 | 1,39 | 0,13 | 0,15 | 0,29 | 0,26 | 7,35 | 14,55 |
El Cerrejon | 0,14 | 0,10 | 1,45 | 1,51 | 2,46 | 2,29 | 0,055 | 0,056 | 0,57 | 0,64 | 0,10 | 0,13 | 0,41 | 0,66 | 0,09 | 0,10 | 0,40 | 0,45 | 5,93 | 11,53 |
Sebuku | 0,13 | 1,48 | 1,71 | 2,38 | 2,21 | 0,027 | 0,042 | 0,40 | 0,54 | 0,09 | 0,13 | 0,29 | 0,53 | 0,14 | 0,17 | 0,38 | 0,46 | 5,80 | 10,94 | |
Socnica | 0,23 | 0,11 | 1,06 | 1,10 | 1,69 | 1,29 | 0,027 | 0,032 | 0,43 | 0,47 | 0,15 | 0,22 | 0,36 | 0,60 | 0,05 | 0,06 | 0,46 | 0,54 | 4,42 | 8,73 |
Grosvenor33 | 0,16 | 0,11 | 1,48 | 1,54 | 3,46 | 3,95 | 0,002 | 0,43 | 0,54 | 0,05 | 0,05 | 0,02 | 0,00 | 0,04 | 0,48 | 0,58 | 6,78 | 12,62 | ||
Grosvenor35 | 0,21 | 0,19 | 1,68 | 1,80 | 4,86 | 5,78 | 0,009 | 0,35 | 0,37 | 0,10 | 0,11 | 0,09 | 0,04 | 0,09 | 0,09 | 1,73 | 1,87 | 10,24 | 18,97 | |
Grosvenor38 | 0,12 | 0,20 | 2,79 | 2,78 | 14,41 | 15,50 | 0,004 | 0,28 | 0,26 | 0,22 | 0,12 | 0,04 | 0,09 | 0,08 | 0,14 | 0,05 | 18,99 | 41,22 | ||
Grosvenor42 | 0,07 | 0,33 | 0,08 | 2,60 | 2,68 | 0,001 | 0,49 | 0,75 | 0,01 | 0,02 | 0,13 | 0,18 | 0,02 | 0,11 | 0,04 | 3,75 | 7,60 | |||
GrosvenorSeg8 | 0,62 | 0,41 | 6,97 | 6,64 | 17,24 | 18,76 | 0,013 | -0.02 | 1,09 | 1,08 | 0,47 | 0,14 | 0,35 | 0,34 | 1,23 | 1,18 | 28,53 | 62,86 | ||
GrosvenorSeg10 | 0,66 | 0,56 | 8,00 | 8,00 | 28,46 | 27,54 | 0,00 | 1,69 | 1,74 | 0,28 | 0,47 | 0,45 | 1,03 | 1,01 | 39,31 | |||||
GrosvenorSeg11 | 1,03 | 6,81 | 7,96 | 10,40 | 12,61 | 0,020 | 0,00 | 1,28 | 1,27 | 7,57 | 8,85 | 0,24 | 0,26 | 9,52 | 9,63 | 41,62 | ||||
GrosvenorSeg12 | 1,67 | 6,14 | 5,93 | 20,95 | 18,75 | 0,045 | 0,00 | 1,00 | 0,94 | 4,43 | 5,56 | 0,35 | 0,34 | 5,71 | 5,97 | 37,54 | ||||
A1_0092A 003 | 0,25 | 0,38 | 9,62 | 9,27 | 18,94 | 20,10 | 0,030 | 3,96 | 1,77 | 1,77 | 0,15 | 0,48 | 0,51 | 3,62 | 3,16 | 35,22 | 75,72 | |||
A1_0092A 004 | 0,38 | 0,44 | 9,02 | 8,35 | 19,92 | 19,99 | 2,97 | 2,14 | 2,17 | 0,11 | 0,54 | 0,51 | 2,90 | 2,57 | 34,03 | 76,36 | ||||
A1_0092A 010 | 0,31 | 0,38 | 8,89 | 8,65 | 19,68 | 19,87 | 0,22 | 0,02 | 1,63 | 1,59 | 0,20 | 0,56 | 0,55 | 0,67 | 0,61 | 31,68 | 71,80 | |||
A1_0092A 012 | 0,13 | 0,26 | 2,20 | 2,75 | 5,68 | 6,37 | 0,182 | 0,182 | 0,76 | 1,00 | 0,35 | 0,43 | 0,45 | 0,59 | 0,17 | 0,19 | 0,79 | 0,93 | 12,70 | 21,78 |
A1_0092A 015 | 0,14 | 0,16 | 0,62 | 0,83 | 0,69 | 0,44 | 0,094 | 0,02 | 0,03 | 0,26 | 0,54 | 0,02 | 1,21 | 1,63 | 3,72 | 6,45 | ||||
A1_0092A 073 | 0,15 | 11,48 | 11,85 | 22,07 | 19,50 | 0,077 | 0,09 | -0.16 | 0,69 | 0,25 | 0,75 | 0,75 | 0,46 | 0,38 | 32,39 | 80,76 | ||||
A1_0092A 126 | 0,68 | 0,56 | 1,03 | 0,57 | 0,052 | 0,041 | 0,41 | 0,42 | 0,05 | 0,01 | 8,70 | 10,46 | 0,05 | 0,04 | 4,77 | 4,70 | 16,81 | 32,91 | ||
ALD | 0,06 | 0,13 | 0,70 | 0,58 | 1,53 | 1,07 | 0,002 | 2,20 | 0,08 | 0,09 | 0,05 | 0,05 | 0,04 | 0,62 | 0,73 | 2,65 | 6,81 | |||
ATK | 0,07 | 1,23 | 0,96 | 2,92 | 2,08 | 0,004 | 3,59 | 0,19 | 0,14 | 0,03 | 0,06 | 0,04 | 1,61 | 1,80 | 5,02 | 12,76 | ||||
Bird R003 | 0,05 | 0,53 | 0,38 | 1,31 | 0,74 | 0,003 | 0,009 | 3,81 | 3,55 | 0,03 | 0,00 | 0,15 | 0,24 | 0,03 | 0,05 | 3,12 | 2,72 | 7,68 | 9,70 | |
UFRGS-1 | 0,22 | 8,32 | 8,35 | 16,64 | 17,35 | 0,011 | 2,00 | 0,80 | 0,61 | 1,19 | 0,98 | 0,38 | 0,42 | 2,01 | 1,83 | 29,53 | 66,00 | |||
UFRGS-2 | 0,21 | 8,17 | 7,38 | 14,41 | 14,22 | 0,008 | 3,71 | 0,75 | 0,55 | 0,35 | 0,33 | 3,31 | 3,10 | 25,02 | 65,11 | |||||
UFRGS-3 | 0,40 | 0,42 | 3,84 | 4,88 | 10,87 | 9,00 | 0,016 | 0,020 | 1,01 | 0,93 | 0,41 | 0,10 | 0,25 | 3,80 | 15,34 | 44,62 | ||||
UFRGS-4 | 0,18 | 4,38 | 3,27 | 8,44 | 8,64 | 0,018 | 0,013 | 3,75 | 3,66 | 0,79 | 0,88 | 0,30 | 0,18 | 0,32 | 8,17 | 16,66 | 44,98 | |||
SARM-19 | 3,86 | 4,01 | 6,38 | 6,19 | 0,010 | 0,018 | 1,36 | 1,18 | 0,18 | 0,08 | 0,90 | 1,18 | 0,18 | 0,18 | 1,11 | 1,05 | 13,87 | |||
SARM-20 | 5,42 | 5,65 | 7,52 | 7,61 | 0,050 | 0,039 | 0,46 | 0,20 | 0,11 | 1,22 | 1,52 | 0,35 | 0,34 | 0,75 | 0,65 | 16,02 | ||||
    | Estudos de orientação das minas de Sebuku e JembayanAs minas de carvão térmico de nível mundial de Sebuku e Jembayan ficam localizadas em Kalimatan, na Indonésia. Devido à localização remota e às operações de larga escala, era preciso encontrar novos métodos para determinar a classificação do carvão de forma rápida, quase instantaneamente. O trabalho de orientação do XRF portátil foi realizado em pit-faces e em reservas de materiais para desenvolver um método de estimação direta de teor de enxofre e de produção de cinzas como parte da rotina de funcionamento das atividades da mina (ROM, sigla em inglês). O carvão funcional é então misturado e lavado no local para garantir a qualidade adequada antes de ser carregado nas embarcações, de onde é enviado para as grandes estações de carvão térmico da região. A figura 3 mostra alguns dos dados de orientação que foram desenvolvidos no início deste projeto e apresentam boa correspondência entre o XRF portátil, de enxofre, do teor de cinza e o valor calorífico que foi desenvolvido pela equipe de geologia de Sebuku e Jembayan.    Figura 3. Dados utilizados para avaliar a utilidade do uso do XRF portátil na mina de Sebuku. O gráfico superior compara o teor de enxofre obtido pelo XRF portátil e pelo laboratório, o gráfico do meio compara o teor de cinzas com o laboratório Si + Al, o gráfico inferior mostra a tendência entre o teor de cinzas do laboratório e o valor calorífico (CV). |
